Слайд 2
![Вступление ЧЕРНАЯ ДЫРА –область пространства, в которой гравитационное притяжение настолько](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-1.jpg)
Вступление
ЧЕРНАЯ ДЫРА –область пространства, в которой гравитационное притяжение настолько сильно, что
ни вещество, ни излучение не могут эту область покинуть.
Слайд 3
![Чтобы тело любой разумной массы (даже в миллионы тонн) стало](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-2.jpg)
Чтобы тело любой разумной массы (даже в миллионы тонн) стало черной
дырой, его нужно сжать до размера, меньшего, чем размер протона или нейтрона, поэтому свойства черных дыр пока изучаются только теоретически.
Слайд 4
![Поверхность Солнца С большой уверенностью указать несколько весьма вероятных кандидатов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-3.jpg)
Поверхность Солнца
С большой уверенностью указать несколько весьма вероятных кандидатов в черные
дыры с массами от единиц до миллиардов масс Солнца.
Слайд 5
![Английский геофизик и астроном Джон Мичелл (1724–1793) используя законы Ньютона,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-4.jpg)
Английский геофизик и астроном Джон Мичелл (1724–1793) используя законы Ньютона, предположил,
что в природе могут существовать столь массивные звезды, что даже луч света не способен покинуть их поверхность. Так родилась концепция “ньютоновской” черной дыры.
Слайд 6
![Такую же идею высказал в своей книге Система мира (1796)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-5.jpg)
Такую же идею высказал в своей книге Система мира (1796) французский
математик и астроном Пьер- Симон Лаплас.
Пьер-Симон Лаплас
Слайд 7
![Простой расчет позволил ему написать: «Светящаяся звезда с плотностью, равной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-6.jpg)
Простой расчет позволил ему написать: «Светящаяся звезда с плотностью, равной плотности
Земли, и диаметром, в 250 раз большим диаметра Солнца, не дает ни одному световому лучу достичь нас из-за своего тяготения». Однако масса такой звезды должна была бы в десятки миллионов раз превосходить солнечную.
Труд Лапласа Система мира
Слайд 8
![Новый этап в астрономии - ХХ век Сам термин “черная](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-7.jpg)
Новый этап в астрономии - ХХ век
Сам термин “черная дыра” был
введен в 1968 г. американским физиком Дж. Уилером. К образованию черной дыры, или сверхплотного тела, приводит гравитационное сжатие (неограниченный гравитационные коллапс массивных космических тел).
Коллапс гравитационный -
катастрофически быстрое сжатие
звезды под действием сил
тяготения (гравитации).
Джон Уилер
Слайд 9
![Для того чтобы преодолеть тяготение сверхплотного тела, необходимо развить скорость](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-8.jpg)
Для того чтобы преодолеть тяготение сверхплотного тела, необходимо развить скорость большую,
чем скорость света. Черная дыра как бы захватывает в себя все материальные объекты, прилетающие из космоса.
Пожирание звезды
Слайд 10
![Гравитационное поле черной дыры вызывает быстрое вращение газа, находящегося на](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-9.jpg)
Гравитационное поле черной дыры вызывает быстрое вращение газа, находящегося на орбите
вблизи ее границы. Впервые гипотеза о наличии черных дыр появилась в 1939 году, современная наука использует в их поисках гамма-телескопы.
Гамма-телескоп HESS
Слайд 11
![Теоретически ничто не мешает их существованию в нашей Галактике и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-10.jpg)
Теоретически ничто не мешает их существованию в нашей Галактике и даже
в пределах Солнечной системы. Предполагается также, что черные дыры находятся в ядрах галактик и являются мощнейшими источниками энергии.
Слайд 12
![Изучая фундаментальные свойства материи и пространства-времени, физики считают исследование черных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-11.jpg)
Изучая фундаментальные свойства материи и пространства-времени, физики считают исследование черных дыр
одним из важнейших направлений, поскольку вблизи черных дыр проявляются скрытые свойства гравитации.
Слайд 13
![Черная дыра в Галактике Кентавр Внутренняя часть черной дыры причинно](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-12.jpg)
Черная дыра в Галактике
Кентавр
Внутренняя часть черной дыры причинно
не связана с остальной Вселенной, происходящие внутри черной дыры физические процессы не могут влиять на процессы вне ее. В то же время, вещество и излучение, падающие снаружи на черную дыру, свободно проникают внутрь через горизонт.
Слайд 14
![Хотя черная дыра “все съедает и ничего не отпускает”, тем](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-13.jpg)
Хотя черная дыра “все съедает и ничего не отпускает”, тем не
менее, возможен обмен энергией между ней и внешним пространством. Например, пролетающие через эргосферу частицы или кванты могут уносить энергию ее вращения.
Слайд 15
![Вполне вероятно, что самые мощные процессы энерговыделения во Вселенной происходят](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-14.jpg)
Вполне вероятно, что самые мощные процессы энерговыделения во Вселенной происходят
с
участием черных дыр. Именно их считают источником активности в ядрах квазаров – молодых массивных галактик. Именно их рождение, как полагают астрофизики, знаменуется самыми мощными взрывами во Вселенной, проявляющимися как гамма-всплески.
Слайд 16
![Существует гипотетическая возможность рождения микроскопических черных дыр при взаимных соударениях](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-15.jpg)
Существует гипотетическая возможность рождения микроскопических черных дыр при взаимных соударениях быстрых
элементарных частиц. Таков один из прогнозов теории струн. Теория струн предсказывает, что пространство имеет более трех измерений.
Слайд 17
![Самый очевидный путь образования черной дыры – коллапс ядра массивной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-16.jpg)
Самый очевидный путь образования черной дыры – коллапс ядра массивной звезды.
Пока в недрах звезды не истощился запас ядерного топлива, ее равновесие поддерживается за счет термоядерных реакций (превращение водорода в гелий, затем в углерод, и т.д., вплоть до железа у наиболее массивных звезд). Выделяющееся при этом тепло компенсирует потерю энергии, уходящей от звезды с ее излучением.
Слайд 18
![Если в нашу эпоху высокая плотность вещества, необходимая для рождения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-17.jpg)
Если в нашу эпоху высокая плотность вещества, необходимая для рождения черной
дыры, может возникнуть лишь в сжимающихся ядрах массивных звезд, то в далеком прошлом, сразу после Большого взрыва, с которого около 14 млрд. лет назад началось расширение Вселенной, высокая плотность материи была повсюду.
Слайд 19
![Изучая фундаментальные свойства материи и пространства-времени, физики считают исследование черных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-18.jpg)
Изучая фундаментальные свойства материи и пространства-времени, физики считают исследование черных дыр
одним из важнейших направлений, поскольку вблизи черных дыр проявляются скрытые свойства гравитации.
Черная дыра “пожирает” звезду
Слайд 20
![Вблизи черной дыры время течет медленнее, чем вдали от нее.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-19.jpg)
Вблизи черной дыры время течет медленнее, чем вдали от нее. Если
удаленный наблюдатель бросит в сторону черной дыры зажженный фонарь, то увидит, как фонарь будет падать все быстрее и быстрее, но затем, приближаясь к поверхности Шварцшильда, начнет замедляться, а его свет будет тускнеть и краснеть (поскольку замедлится темп колебания всех его атомов и молекул).
Слайд 21
![В процессе коллапса звезды в черную дыру за малую долю](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-20.jpg)
В процессе коллапса звезды в черную дыру за малую долю секунды
(по часам удаленного наблюдателя) все ее внешние особенности, связанные с исходной неоднородностью, излучаются в виде гравитационных и электромагнитных волн.
Слайд 22
![Образовавшаяся стационарная черная дыра “забывает” всю информацию об исходной звезде,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-21.jpg)
Образовавшаяся стационарная черная дыра “забывает” всю информацию об исходной звезде, кроме
трех величин: полной массы, момента импульса (связанного с вращением) и электрического заряда.
Слайд 23
![В реальных астрофизических условиях заряженная черная дыра будет притягивать к](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-22.jpg)
В реальных астрофизических условиях заряженная черная дыра будет притягивать к себе
из межзвездной среды частицы противоположного знака, и ее заряд быстро станет нулевым.
Слайд 24
![Если исходное тело вращалось, то вокруг черной дыры сохраняется “вихревое”](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-23.jpg)
Если исходное тело вращалось, то вокруг черной дыры сохраняется “вихревое” гравитационное
поле, увлекающее все соседние тела во вращательное движение вокруг нее.
Слайд 25
![Все вещество внутри горизонта событий черной дыры непременно падает к](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-24.jpg)
Все вещество внутри горизонта событий черной дыры непременно падает к ее
центру и образует сингулярность с бесконечно большой плотностью.
Слайд 26
![Учитывая важнейшие свойства черных дыр (массивность, компактность и невидимость) астрономы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-25.jpg)
Учитывая важнейшие свойства черных дыр (массивность, компактность и невидимость) астрономы постепенно
выработали стратегию их поиска. Проще всего обнаружить черную дыру по ее гравитационному взаимодействию с окружающим веществом, например, с близкими звездами.
Слайд 27
![Попытки обнаружить невидимые массивные спутники в двойных звездах не увенчались](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-26.jpg)
Попытки обнаружить невидимые массивные спутники в двойных звездах не увенчались успехом.
Но после запуска на орбиту рентгеновских телескопов выяснилось, что черные дыры активно проявляют себя в тесных двойных системах, где они отбирают вещество у соседней звезды и поглощают его, нагревая при этом до температуры в миллионы градусов и делая его на короткое время источником рентгеновского излучения.
Телескоп
Хаббл
Слайд 28
![Другим направлением поиска черных дыр служит изучение ядер галактик. В](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102371/slide-27.jpg)
Другим направлением поиска черных дыр служит изучение ядер галактик. В них
скапливаются и уплотняются огромные массы вещества, сталкиваются и сливаются звезды, поэтому там могут формироваться сверхмассивные черные дыры, превосходящие по массе Солнце в миллионы раз.
Вращающаяся Галактика